Softwaretechnik ¨Uberblick I - Informatik - FB3
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Softwaretechnik ¨Uberblick I - Informatik - FB3
Softwaretechnik Prof. Dr. Rainer Koschke Fachbereich Mathematik und Informatik Arbeitsgruppe Softwaretechnik Universität Bremen Wintersemester 2011/12 Überblick I Entwicklungsprozesse Entwicklungsprozesse: Entwicklungsprozesse Entwicklungsprozesse Lernziele Wasserfallmodell V-Modell Testgetriebene Entwicklung Inkrementelle Entwicklung Spiralmodell Rational Unified Process Cleanroom Development Agile Methoden Extreme Programming (XP) Scrum Agile versus traditionelle Vorgehensweisen Capability Maturity Model Persönlicher Softwareprozess Wiederholungsfragen Weiterführende Literatur Entwicklungsprozesse: Lernziele Lernziele verschiedene Software-Entwicklungsprozessmodelle kennen Vor- und Nachteile/Anwendbarkeit abwägen können die Besonderheit von Prozessen der Software-Entwicklung kennen Entwicklungsprozesse: Lernziele Entwicklungsprozesse Grundlagen für guten Prozess: Wohldefiniertheit sonst Falsch-, Nicht-, Mehrarbeit sonst Information nicht verfügbar oder unverständlich Quantitatives Verstehen objektive Grundlage für Verbesserungen Kontinuierliche Änderung sonst Prozess schnell überholt Angemessenheit Prozess muss dem zu lösenden Problem angemessen sein d.h. effektiv und effizient sein Entwicklungsprozesse: Wasserfallmodell Striktes Wasserfallmodell nach Royce (1970) System− analyse Ist−Zustand System− spezifikation System− entwurf Anforderungen SW−Architektur Modulspez. und −entwurf Modul− spezifikation Codierung Modultest Programmteile (isoliert getestet) Programm Zeit Integration u. Systemtest Einsatz u. Wartung 2011-10-30 Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Wasserfallmodell Striktes Wasserfallmodell nach Royce (1970) Striktes Wasserfallmodell nach Royce (1970) System− analyse Ist−Zustand System− spezifikation System− entwurf Anforderungen SW−Architektur Modulspez. und −entwurf Modul− spezifikation Codierung Modultest Programmteile (isoliert getestet) Integration u. Systemtest Programm Zeit Hier sehen wir als Beispiel das strikte Wasserfallmodell. Es enthält alle Aktivitäten in streng sequenzieller Folge. Dieses Modell eignet sich, wenn die Arbeitsschritte deutlich voneinander getrennt werden können. Alle Risiken müssen vor Projektbeginn ausgeschlossen werden können. Es ist geeignet, wenn die Mitarbeiteranzahl klein ist, da alle Mitarbeiter gleichzeitig an einem Arbeitsschritt arbeiten können. Dieses Modell ist für die allermeisten Aufgabenstellung jedoch unrealistisch. Es setzt voraus, dass jede Aktivität auf Anhieb erfolgreich abgeschlossen werden kann. Allerdings werden z.B. die Anforderungen oft auch noch in späten Phasen des Projekts geändert bzw. erst dann überhaupt erst richtig verstanden. Dann müssen frühe Aktivitäten wiederholt werden. Entwicklungsprozesse: Wasserfallmodell Striktes Wasserfallmodell Royce (1970) Eigenschaften dieses Modells: dokumenten-getrieben: jede Aktivität erzeugt Dokument streng sequenzielle Aktivitäten + klar organisierter Ablauf + relativ einfache Führung + hohe Qualität der Dokumentation – Entwicklung bildet langen Tunnel – 90%-fertig-Syndrom – Spezifikationsmängel lassen sich kaum frühzeitig erkennen – Entwicklung beim Kunden wird ignoriert Einsatz u. Wartung Entwicklungsprozesse: V-Modell V-Modell von Boehm (1979) Zeit Konzept Anwendung & Support Konzeptvalidierung Projektplan & Anforderungen Installation & Betriebstest Anforderungen Baseline Validierung Verifikation System− entwurf Akzeptanztest Modul− entwurf 2011-10-30 Code Softwaretechnik Entwicklungsprozesse V-Modell V-Modell von Boehm (1979) Integration & Systemtest Klassen− test V-Modell von Boehm (1979) Zeit Konzept Anwendung & Support Konzeptvalidierung Projektplan & Anforderungen Installation & Betriebstest Anforderungen Baseline Validierung Verifikation System− entwurf Akzeptanztest Modul− entwurf Code Integration & Systemtest Klassen− test Das V-Modell ist kein eigenständiges Prozessmodell im eigentlichen Sinn. Die Produkte im V-Modell werden wie im Wasserfallmodell streng sequenziell erstellt. Es fügt dem Wasserfallmodell lediglich eine zusätzliche strukturelle Sicht hinzu, nämlich dass für jedes zu erstellende Dokument ein entsprechender Test existieren und durchgeführt werden soll. Das V-Modell sieht sowohl Verifikationen als auch Validierungen vor. Validierung: Es wird das richtige Produkt erstellt. Verifikation: Das Produkt wird richtig erstellt. Eine weitere Konsequenz des V-Modells für die konkrete Projektplanung ist, dass man die Test- und Validierungsaktivitäten früher als die tatsächliche Durchführung der Aktivität vorbereiten kann. Beispielsweise kann der Akzeptanztest vorbereitet werden, sobald man die Anforderungen kennt. Auf diese Weise können Aktivitäten bei einem Projektteam parallelisiert werden: Der Tester kann Testfälle für den Akzeptanztest entwickeln, auch wenn noch keine Implementierung existiert. Entwicklungsprozesse: V-Modell V-Modell von Boehm (1979) Eigenschaften: entspricht Wasserfallmodell + betont Qualitätssicherung + frühe Vorbereitung von Validierung und Verifikation zusätzliche Parallelisierung Fehler/Mängel werden früher entdeckt – alle sonstigen Nachteile des Wasserfallmodells Entwicklungsprozesse: Testgetriebene Entwicklung Testgetriebene Entwicklung (Sneed 2004) Kennzeichen testgetriebener Entwicklung: Testfälle . . . werden früh aus Anwendungsfällen abgeleitet dienen als Baseline treiben den Entwurf treiben die Kodierung Test-Teams treiben die Entwicklung, statt von Entwicklern getrieben zu werden Entwicklungsprozesse: Testgetriebene Entwicklung Testgetriebene Entwicklung (Sneed 2004) Anwendungs- und Testfälle Anwendungsfälle beschreiben Anforderungen sind jedoch oft nicht detailliert genug, um erwartetes Verhalten vollständig zu spezifizieren Testfälle können Anwendungsfälle hier komplementieren zu jedem Anwendungsfall sollte es mindestens einen Testfall geben Testfälle können zur Kommunikation zwischen Entwickler und Kunden/Anwender dienen Entwicklungsprozesse: Testgetriebene Entwicklung Testgetriebene Entwicklung (Sneed 2004) Testfälle dienen als Baseline: definieren die Vorbedingungen einer Produktfunktion spezifizieren die Argumente einer Produktfunktion spezifizieren das Verhalten einer Produktfunktion (die Nachbedingungen) Entwicklungsprozesse: Testgetriebene Entwicklung Testgetriebene Entwicklung (Sneed 2004) Testfälle treiben den Entwurf: Testfall ist ein Pfad durch die Software-Architektur Testfälle verknüpfen Anforderungsspezifikation und Architekturkomponenten Testfälle können zur Studie der zu erwartenden Performanz und anderer Systemattribute zur Entwurfszeit verwendet werden Entwicklungsprozesse: Testgetriebene Entwicklung Testgetriebene Entwicklung (Sneed 2004) Testfälle treiben die Kodierung: vor Implementierung einer Klasse werden erst Testtreiber entwickelt Testtreiber enthält mindestens einen Test für jede nichttriviale Methode Testfall hilft, die richtige Schnittstelle zu definieren Testfall zwingt Entwickler, über das zu erwartende Resultat nachzudenken Testfälle spezifizieren die Methoden zumindest partiell Entwicklungsprozesse: Testgetriebene Entwicklung Testgetriebene Entwicklung (Sneed 2004) Tester treiben die Entwicklung: Tester sind verantwortlich für die Auslieferung des Produkts Tester legen Kriterien für die Auslieferbarkeit fest Entwickler sind Lieferanten für die Tester Softwareentwicklung ist eine Versorgungskette; das Ende zieht, anstatt gedrückt zu werden Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Bewusstseinsebenen bewusstes Wissen (20-30%) Wissen, über das man sich im Klaren ist oder das in seiner vollen Bedeutung klar erkannt wird unbewusstes Wissen (≤40%) Wissen, das sich dem Bewusstsein im Moment nicht darbietet, aber dennoch handlungsbestimmend ist, und potenziell aufgerufen werden kann unterbewusstes Wissen unbekannte Wünsche, die erst von außen herangetragen werden müssen, um als Anforderungen erkannt zu werden 2011-10-30 Bewusstseinsebenen Softwaretechnik Entwicklungsprozesse bewusstes Wissen (20-30%) Wissen, über das man sich im Klaren ist oder das in seiner vollen Bedeutung klar erkannt wird Inkrementelle Entwicklung unbewusstes Wissen (≤40%) Wissen, das sich dem Bewusstsein im Moment nicht darbietet, aber dennoch handlungsbestimmend ist, und potenziell aufgerufen werden kann Bewusstseinsebenen unterbewusstes Wissen unbekannte Wünsche, die erst von außen herangetragen werden müssen, um als Anforderungen erkannt zu werden • bewusst: will mit meinem Handy telefonieren • unbewusst: Tastatur und Display sollen auf derselben Seite meines Handys sein • unterbewusst: ich will SMS verschicken können Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Basisfaktoren Minimalanforderungen → Mangel führt zu massiver Unzufriedenheit → mehr als Zufriedenheit ist nicht möglich Kano-Modell Kunde sehr zufrieden, begeistert Begeisternde Faktoren Leistungsfaktoren Leistungs− faktoren bewusst verlangte Sonderausstattung Erfüllungsgrad → bei Erfüllung: Kundenzufriedenheit → sonst: Unzufriedenheit Erwartungen nicht erfüllt Basisfaktoren Begeisternde Faktoren unbewusste Wünsche, nützliche/angenehme Überraschungen → steigern Zufriedenheit überproportional Kunde unzufrieden enttäuscht Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Kosten für Änderungen Kosten für Änderung 60 − 100 x 1,5 − 6 x 1x Zeit Definition Entwicklung nach Auslieferung Pressman (1997) Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Inkrementelles Modell von Basili und Turner (1975) Analyse Auslieferung des 1. Inkrement Entwurf Codierung Test Analyse Entwurf Codierung Test Analyse Entwurf Codierung Test Analyse Entwurf Codierung Auslieferung des 2. Inkrement Auslieferung des 3. Inkrement Test Auslieferung des 4. Inkrement 2011-10-30 Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Inkrementelles Modell von Basili und Turner (1975) Analyse Inkrementelle Entwicklung Inkrementelles Modell von Basili und Turner (1975) Auslieferung des 1. Inkrement Entwurf Codierung Test Analyse Entwurf Codierung Test Analyse Entwurf Codierung Test Analyse Entwurf Codierung Auslieferung des 2. Inkrement Das Wasserfallmodell geht davon aus, dass alle Anforderungen zu Beginn erfasst werden können und diese während des Projekts stabil bleiben. Dies ist in der Praxis selten der Fall. Im Laufe des Projekts gewinnen die Entwickler ein besseres Verständnis der Anwendungsdomäne und entdecken Irrtümer in ihren ursprünglichen – oft nur impliziten – Annahmen. Ähnlich wird auch der Kunde sich oft erst im Laufe des Projekts im Klaren, was er eigentlich erwarten kann und will. Auch die Rahmenbedingungen, unter denen das Projekt startete, können sich ändern (z.B. Gesetze oder Normen). Die Anforderungen sind also selten stabil. Damit wird das Wasserfallmodell in seiner strikten Auslegung fragwürdig. Allerdings hat auch schon der Erfinder des Wasserfallmodells, Royce, empfohlen, das System zweimal zu entwickeln. Das erste Mal, um überhaupt erst Anforderungen und mögliche Lösungen auszuloten. Das zweite Mal, um ein adäquates und qualitativ hochwertiges Produkt zu erstellen. Das inkrementelle Modell führt diesen Gedanken fort. Anstatt auf die Fertigstellung der gesamten Anforderungen zu warten, werden – sobald eine ausreichende Anzahl von Kernanforderungen beschrieben ist – für diese ein Entwurf und die Implementierung gestattet. Je mehr Anforderungen hinzukommen, desto mehr zusätzliche Inkremente werden gestartet. Das inkrementelle Modell ist gut geeignet, wenn Kunde die Anforderungen noch nicht vollständig überblickt bzw. sich der Möglichkeiten zur Realisierung der Anforderungen nicht bewusst ist und deshalb die Anforderungen nicht formulieren kann. Es ist mit diesem Modell möglich, Teile des Systems bereits vor Fertigstellung des gesamten Systems beim Kunden einzuführen (z.B. ein oder mehrere Subsysteme). Mit diesen Teilen kann der Kunde eine eingeschränkte Anzahl an Anforderungen realisieren. Die Zeitspanne zwischen Auftragsvergabe und Einsatz von zumindest Systemteilen wird somit geringer. Federt die Gefahr des Wasserfallmodells ab, am Ende mit leeren Händen dazustehen. Sind wenigstens die ersten Inkremente erfolgreich entstanden, hat der Kunde zumindest ein partielles System. Während der Entwicklung kann noch auf Änderungen reagiert werden. Das Modell steht und fällt mit der Möglichkeit, Kernanforderungen zu identifizieren und ausreichend zu spezifizieren. Die initale Software-Architektur muss für alle Anforderungen – Kernanforderungen wie alle anderen, die im Laufe des Projekts formuliert werden – tragfähig sein; ansonsten ist ein hoher Restrukturierungaufwand notwendig. Darum sollten am Anfang alle Anforderungen bekannt sein, die sich maßgebend auf die Architektur auswirken. Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Beispiel für Textverarbeitung Iterationen: 1 grundlegende Funktionalität Datei-Management, Editor, Textausgabe 2 erweiterte Funktionalität Style-Files, Bearbeitung mathematischer Formeln, Einbinden von Graphiken 3 zusätzliche Funktionalität Rechtschreibprüfung, Grammatiküberprüfung, Überarbeitungsmodus 4 ergänzende Funktionalität Tabellenkalkulation, Geschäftsgraphiken, E-Mail, Web-Browser, Scanner-Anbindung, Flipper Auslieferung des 3. Inkrement Test Auslieferung des 4. Inkrement Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Inkrementelles Modell von Basili und Turner (1975) Eigenschaften: Wartung wird als Erstellung einer neuen Version des bestehenden Produkts betrachtet. + Entwicklung erfolgt stufenweise brauchbare Teillösungen in kurzen Abständen + Lernen durch Entwicklung und Verwendung des Systems. + Gut geeignet, wenn Kunde Anforderungen noch nicht vollständig überblickt oder formulieren kann. ”‘I know it when I see it”’ – Kernanforderungen und Architekturvision müssen vorhanden sein. – Entwicklung ist durch existierenden Code eingeschränkt. Entwicklungsprozesse: Inkrementelle Entwicklung Vergleich inkrementelles Modell und Wasserfallmodell Entwicklungsprozesse: Spiralmodell Spiralmodell von Boehm (1988) 2011-10-30 Mehrere Iterationen der folgenden Schritte: 1 Bestimmung der Ziele und Produkte des Durchlaufs; Berücksichtigung von Alternativen (z.B. Entwurfsvarianten) und Restriktionen (z.B. Zeitplan) 2 Bewertung der Risiken für alle Alternativen; Entwicklung von Lösungsstrategien zur Beseitigung der Ursachen 3 Arbeitsschritte durchführen, um Produkt zu erstellen 4 Review der Ergebnisse und Planung der nächsten Iteration Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Spiralmodell Spiralmodell von Boehm (1988) Spiralmodell von Boehm (1988) Mehrere Iterationen der folgenden Schritte: 1 Bestimmung der Ziele und Produkte des Durchlaufs; Berücksichtigung von Alternativen (z.B. Entwurfsvarianten) und Restriktionen (z.B. Zeitplan) 2 Bewertung der Risiken für alle Alternativen; Entwicklung von Lösungsstrategien zur Beseitigung der Ursachen 3 Arbeitsschritte durchführen, um Produkt zu erstellen 4 Review der Ergebnisse und Planung der nächsten Iteration Das Spiralmodell kann für sehr große und komplexe Projekte verwendet werden, da es der Komplexität durch das risikogesteuerte Vorgehen Rechnung trägt. Die Anzahl der Durchläufe ergibt sich erst während des Projekts und wird durch die auftetenden Risiken bestimmt. Dies hat zur Folge, dass zu Beginn des Projekts ein Zeit- und Kostenplan nur schwer zu erstellen ist. Die Risikoanalyse kann nur durch erfahrene Projektleiter durchgeführt werden. Bei zu zaghaftem Vorgehen kann sich das Projekt unnötigerweise verlängern, was zu erhöhten Kosten führt. Zu schnelles Vorgehen kann Risiken vernachlässigen und zu Problemen in folgenden Durchläufen führen. Entwicklungsprozesse: Spiralmodell Beispiel eines Spiralmodells (Generische) Risiken: Ist das Konzept schlüssig? Kann es aufgehen? Was sind die genauen Anforderungen? Wie sieht ein geeigneter Entwurf aus? Entwicklungsprozesse: Spiralmodell Beispiel eines Spiralmodells mit vier Durchläufen 1. Bestimme Ziele, Alternativen, Restriktionen Bewerte Alternativen, 2. identifiziere und beseitige Risiken Kosten Fo rts ch rit t Risikoanalyse Risikoanalyse Risikoanalyse Zustim− mung durch Reviews Risiko− analyse Start P1 Anford.plan, Konzept Lebenszykl. für plan Betrieb Proto− Proto− typ 3 typ 2 Anforde− Fein− rungs− Produkt− entwurf entwurf def. Entwicklungs− Anforderungs− plan plan Integration und Testplan Entwurfs− prüfung 4. Plane die nächste Phase Codieren Modultest Integration und Test Verbesserungsplan Abnahme− test betriebs− fähiger Prototyp 3. Entwickle das Produkt, prüfe die nächste Produktstufe Entwicklungsprozesse: Spiralmodell Bewertung Spiralmodell Meta-Modell: Iterationen können beliebigen Modellen folgen + bei unübersichtlichen Ausgangslagen wird die Entwicklung in einzelne Schritte zerlegt, die jeweils unter den gegebenen Bedingungen das optimale Teilziel verfolgen – schwierige Planung (was jedoch dem Problem inhärent ist) – setzt große Flexibilität in der Organisation und beim Kunden voraus Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process Rational Unified Process (RUP) nach Gornik (2001) Phasen Konzeption Iterationen Initial Aktivitäten Elaboration Elab. 1 Elab. 2 Konstruktion Konst. 1 Konst. 2 Übergabe Konst 3. Domänen− analyse Überg. 1 Auslieferung Anforderungs− analyse Entwurf Test Implementierung Überg. 2 Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process Rational Unified Process (RUP) nach Gornik (2001) Zeit Geschäftsmodellierung / Domänenanalyse Anforderungsanalyse Entwurf Implementierung Test Auslieferung Konfigurations− / Änderungsmanagement Projektmanagement Infrastruktur 2011-10-30 Aktivitäten Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Rational Unified Process Rational Unified Process (RUP) nach Gornik (2001) Rational Unified Process (RUP) nach Gornik (2001) Zeit Geschäftsmodellierung / Domänenanalyse Anforderungsanalyse Entwurf Implementierung Test Auslieferung Konfigurations− / Änderungsmanagement Projektmanagement Infrastruktur Aktivitäten Der Rational Unified Process (RUP) – als Konkretisierung des Unified Process der Firma Rational – ist ein weiteres inkrementelles Modell. Der Prozess insgesamt gliedert sich in vier Phasen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Iterationen. Das Produkt jeder Phase unterscheidet sich von den Produkten anderer Phasen. Die Konzeptionsphase (Inception) erarbeitet die Anforderungen. Die Elaborationsphase (Elaboration) erstellt einen Entwurf. Die Konstruktionsphase (Construction) erstellt das implementierte System. Die Übergabephase (Transition) führt das System beim Kunden ein. Jede Iteration gliedert sich in die Aktivitäten Geschäftsmodellierung, Anforderungsanalyse, Entwurf, Implementierung, Test und Auslieferung. Jede Iteration wird durch ein formales Review abgeschlossen. Die Ausprägung der einzelnen Aktivitäten ist phasenabhängig. In der Konzeptphase z.B. dient eine Implementierung lediglich einem Konzeptbeweis (Machbarkeit kritischer Anforderungen) oder einer Demonstration (ein Benutzerschnittstellenprototyp). Es genügt hierfür eine weniger aufwändige, prototypische Implementierung (der Prototyp sollte anschließend weggeworfen werden!). Der Aufwand jeder Aktivität variiert also in den Phasen. Dies wird durch die Kurven im Schaubild veranschaulicht. Die Geschäftsmodellierung beispielsweise erzeugt in der Konzeptionsphase naturgemäß einen hohen Aufwand, hat in der Übergabephase aber keine Bedeutung mehr. Alle Flächen gemeinsam ergeben den Gesamtaufwand des Projekts. Die Summe der Flächen pro Spalte ist der Aufwand pro Iteration. Die Summe der Flächen pro Zeile ist der Aufwand pro Aktivität. Die Hauptaktivitäten sind Geschäftsmodellierung (optional), Anforderungsanalyse, Entwurf, Implementierung, Test, Auslieferung. Die Geschäftsmodellierung dient dazu, eine gemeinsame Sprache für die unterschiedlichen Gruppen Softwareentwickler und Betriebswirte zu finden und die Software-Modelle auf die zugrunde liegenden Geschäfsmodelle zurückzuführen. Die Geschäftsprozesse werden durch so genannte Geschäfts-Anwendungsfälle dokumentiert. Sie zielen darauf ab, ein gemeinsames Verständnis, welche Geschäftsprozesse in der Organisation unterstützt werden sollen, aller Beteiligten zu erreichen. Die Geschäfts-Anwendungsfälle werden analysiert, um zu verstehen, wie die Geschäftsprozesse unterstützt werden sollen. Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process RUP: Konzeptionsphase (Inception) Ziel: “Business-Case” erstellen und Projektgegenstand abgrenzen. Resultate: Vision der Hauptanforderungen, Schlüsselfeatures und wesentliche Einschränkungen initiale Anwendungsfälle (10-20% vollständig) Glossar oder auch Domänenmodell initialer Business-Case: Geschäftskontext, Erfolgskriterien (Schätzung des erzielten Gewinns, Marktanalyse etc.) und Finanzvorschau initiale Risikobetrachtung Projektplan mit Phasen und Iterationen Business-Modell falls notwendig 2011-10-30 ein oder mehrere Prototypen Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Rational Unified Process RUP: Konzeptionsphase (Inception) RUP: Konzeptionsphase (Inception) Ziel: “Business-Case” erstellen und Projektgegenstand abgrenzen. Resultate: Vision der Hauptanforderungen, Schlüsselfeatures und wesentliche Einschränkungen initiale Anwendungsfälle (10-20% vollständig) Glossar oder auch Domänenmodell initialer Business-Case: Geschäftskontext, Erfolgskriterien (Schätzung des erzielten Gewinns, Marktanalyse etc.) und Finanzvorschau initiale Risikobetrachtung Projektplan mit Phasen und Iterationen Business-Modell falls notwendig ein oder mehrere Prototypen Begleitende Aktivitäten sind das Konfigurations- und Änderungsmanagement und das Projektmanagement. Ihr Aufwand ist in allen Phasen mehr oder minder gleich. Der Aufwand für das Konfigurations- und Änderungsmanagement zeigt leichte Peaks im Übergang von einer Phase zur anderen, wenn die Konfigurationen fest gezurrt werden und zum Teil nachgearbeitet werden muss. Dem Glossar kommt eine ganz besondere Bedeutung zu. Es erklärt die Begriffe der Anwendungsdomäne. Software-Entwickler sind Spezialisten für die Entwicklung von Software, aber Laien in sehr vielen ihrer Anwendungsdomänen. Darüber hinaus verwenden auch Kunden oft die Begriffe uneinheitlich bzw. geläufige Worte mit einer ganz speziellen Bedeutung in ihrem Kontext. Mißverständnisse zwischen Kunden und Softwareentwickler sind sehr häufig und können zu teuren Fehlentwicklungen führen. Eine Marssonde, bei deren Entwicklung europäische und amerikanische Organisationen mitwirkten, verfehlte ihr Ziel, weil den Organisationen nicht bewusst war, dass sie unterschiedliche metrische Systeme für ihre Software zugrunde legten. Die einen interpretierten einen Wert in Zentimetern, die anderen in Zoll (Inch). Im Glossar beschreibt der Software-Entwickler, was die Begriffe des Kunden bedeuten, ebenso wie seine eigenen speziellen Begriffe. Der Kunde begutachtet das Glossar. Damit definieren beide Partein ihr Vokabular. Mißverständnisse sollen so minimiert werden. Das Domänenmodell (oft auch konzeptuelles Modell genannt) beschreibt die Begriffe/Objekte der Anwendungsdomäne und ihre Relationen. Eine Reihe der genannten Punkte wird sicherlich in Zusammenarbeit mit Betriebswirten ausgearbeitet. Softwareentwickler haben eine Liebe zur Technologie, übersehen jedoch leider oft die Wirtschaftlichkeit ihrer Ideen. Mit ihr steht und fällt jedoch das Projekt. Die Erstellung von Prototypen hat das Ziel, mögliche technologische Risiken auszuschließen, dem Kunden ein konkretes Bild der möglichen Anwendung zu vermitteln (Benutzerschnittstellenprototyp), Anforderungen zu konkretisieren (“I know it when I see it”) und die Machbarkeit bestimmter Anforderungen zu demonstrieren. Das Business-Modell erläutert, wie das System eingesetzt wird, um damit Profite zu erzielen. Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process RUP: Elaborationsphase (Elaboration) Ziel: Verständnis der Anwendungsdomäne, tragfähige Software-Architektur, Projektplan, Eliminierung der Risiken Anwendungsfallmodell (mind. 80% fertig) alle Anwendungsfälle und Aktoren sind identifiziert, die meisten Anwendungsfallbeschreibungen wurden entwickelt zusätzliche nichtfunktionale Anforderungen und Anforderungen, die nicht mit einem spezifischen Anwendungsfall assoziiert sind Beschreibung der Software-Architektur 2011-10-30 ausführbarer Architekturprototyp Softwaretechnik Entwicklungsprozesse RUP: Elaborationsphase (Elaboration) Ziel: Verständnis der Anwendungsdomäne, tragfähige Software-Architektur, Projektplan, Eliminierung der Risiken Anwendungsfallmodell (mind. 80% fertig) Rational Unified Process RUP: Elaborationsphase (Elaboration) alle Anwendungsfälle und Aktoren sind identifiziert, die meisten Anwendungsfallbeschreibungen wurden entwickelt zusätzliche nichtfunktionale Anforderungen und Anforderungen, die nicht mit einem spezifischen Anwendungsfall assoziiert sind Beschreibung der Software-Architektur ausführbarer Architekturprototyp Die Elaborationsphase ist die kritischste Phase. Hier entscheidet sich, ob das System tatsächlich gebaut wird. Der Engineering-Anteil ist weitgehend erbracht. Bis dahin halten sich die Kosten noch in Grenzen. Nun schließen sich die teure Konstruktions- und Übergabephase an. Die Aktivitäten der Elaborationsphase stellen sicher, dass die Software-Architektur, die Anforderungen und Pläne hinreichend stabil sind (mögliche Änderungen sind antizipiert, völlig ausschließen lassen sie sich meist nicht) und Risiken sind ausreichend betrachtet, so dass Kosten und Zeitplan zuverlässig geschätzt werden können. Ab hier sollte man sich auf eine Projektdurchführung mit festem Preis einlassen können. In der Elaborationsphase wird ein ausführbarer Architekturprototyp in ein oder mehr Iterationen erstellt. Die Anzahl der Iterationen hängt vom Scope, der Größe, der Risiken und dem Grad des Unbekannten des Projekts ab. Zumindest die kritischen Anwendungsfälle sollten hierfür einbezogen werden, da sie typischerweise die größten technischen Risiken aufwerfen. Ein evolutionärer Prototyp (d.h. einer der schrittweise ausgebaut wird) kann durchaus verwendet werden. Man sollte jedoch auch einige explorative Wegwerfprototypen in Erwägung ziehen, um spezifische Risiken wie z.B. Entwurfs- oder Anforderungskompromisse auszuloten. Sie dienen auch als Machbarkeitsstudien und Demonstrationen. Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process RUP: Elaborationsphase (Elaboration); Fortsetzung überarbeitete Liste der Risiken und überarbeiteter Business-Case Plan für das gesamte Projekt sowie grober Plan für die Iterationen und Meilensteine 2011-10-30 ein vorläufiges Benutzerhandbuch (optional) Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Rational Unified Process RUP: Elaborationsphase (Elaboration); Fortsetzung RUP: Elaborationsphase (Elaboration); Fortsetzung überarbeitete Liste der Risiken und überarbeiteter Business-Case Plan für das gesamte Projekt sowie grober Plan für die Iterationen und Meilensteine ein vorläufiges Benutzerhandbuch (optional) Die Erstellung des Benutzerhandbuchs kann bereits frühzeitig beginnen. Es ist konkreter als die Anforderungsspezifikation und abstrakter als die Implementierung. Somit kann es als Brücke von den Anforderungen zur Implementierung benutzt werden. Das vorläufige Handbuch dient sowohl als Spezifikation für die Implementierung und den Test als auch für die intensivere Auseinandersetzung mit der Benutzerführung (Beispiel: Was orthogonal und einfach zu beschreiben ist, kann oft auch orthogonal und einfach implementiert werden). Überlegungen zur Benutzerführung sollten frühzeitig gemacht werden, weil Änderungen größere Restrukturierungen nach sich ziehen können. Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process RUP: Konstruktionsphase (Construction) Ziel: Fertigstellung, Integration und Test aller Komponenten; auslieferbares Produkt. Software-Produkt integriert in die entsprechende Plattform Benutzerhandbuch 2011-10-30 Dokumentation des gegenwärtigen Releases Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Rational Unified Process RUP: Konstruktionsphase (Construction) RUP: Konstruktionsphase (Construction) Ziel: Fertigstellung, Integration und Test aller Komponenten; auslieferbares Produkt. Software-Produkt integriert in die entsprechende Plattform Benutzerhandbuch Dokumentation des gegenwärtigen Releases In der Konstruktionsphase werden alle übrigen Komponenten und Feature realisiert und in das Produkt integriert und intensiv getestet. Die Konstruktionsphase ist einem gewissen Sinne ein Herstellungsprozess, bei dem Wert auf das Management von Ressourcen und das Controlling gelegt wird, um Kosten, Zeitplan und Qualität zu optimieren. In diesem Sinne geht der Prozess nun von der intellektuellen Entwicklung zur Entwicklung auslieferbarer Produkte über. Viele Projekte sind groß genug, um die Konstruktion zu parallelisieren. Die Parallelisierung kann die Verfügbarkeit auslieferbarer Releases beschleunigen. Andererseits kann sie auch die Komplexität der Ressourcenverwaltung und der Synchronisation der Arbeitsflüsse erhöhen. Eine robuste Architektur und ein verständlicher Plan hängen stark zusammen. Deshalb ist eine kritische Qualität der Architektur die Einfachheit ihrer Konstruktion. Dies ist einer der Gründe, weshalb die ausgeglichene Entwicklung der Architektur und des Plans während der Elaborationsphase so sehr betont wird. Das Resultat der Konstruktionsphase ist ein Produkt, das tatsächlich in die Hände des Benutzers übergehen kann. Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process RUP: Übergabephase (Transition) Ziel: Produkt wird der Benutzergemeinde übergeben. Hauptziele im Einzelnen: Benutzer sollten sich möglichst alleine zurecht finden. Beteiligte sind überzeugt, dass die Entwicklungs-Baselines vollständig und konsistent mit den Evaluationskriterien für die Vision sind. Erreichung der letzten Produkt-Baseline so schnell und kostengünstig wie möglich. Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process RUP: Übergabephase (Transition) Typische Tätigkeiten: “Beta-Test”, um das neue System gegen die Benutzererwartungen zu validieren Parallele Verwendung mit einem Legacy-System, das durch das Produkt ersetzt werden soll Konversion aller notwendigen Daten (Dateien und Datenbanken) Schulung aller Benutzer und Administratoren Übergabe an Marketing, Vertrieb und Verkäufer 2011-10-30 RUP: Übergabephase (Transition) Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Typische Tätigkeiten: “Beta-Test”, um das neue System gegen die Benutzererwartungen zu validieren Rational Unified Process RUP: Übergabephase (Transition) Parallele Verwendung mit einem Legacy-System, das durch das Produkt ersetzt werden soll Konversion aller notwendigen Daten (Dateien und Datenbanken) Schulung aller Benutzer und Administratoren Übergabe an Marketing, Vertrieb und Verkäufer Wenn ein Produkt ausgeliefert wird, ergibt sich in der Regel schnell die Notwendigkeit neuer Releases, um Probleme zu beseitigen, Features zu realisieren, deren Implementierung verschoben werden musste, und Erweiterungen vorzunehmen. Die Übergabephase beginnt, wenn eine Baseline reif genug ist, um beim Endbenutzer installiert werden zu können. Das erfordert typischerweise, dass zumindest eine nützliche Teilmenge des Systems mit einer aktzeptablen Qualität fertig gestellt werden konnte und dass die Benutzerdokumentation vorhanden ist. Meist fallen mehrere Iterationen in der Übergabephase an: Beta-Releases, allgemeine Releases, Bug-Fix- und Erweiterungsreleases. Hoher Aufwand wird in die Entwickler der benutzerorientierten Dokumentation, die Schulung von Benutzern, Unterstützung der Benutzer in ihren ersten Verwendungen des Produkts und Reaktion auf Benutzer-Feedback investiert. Man sollte sich an diesem Punkt jedoch auf den Feinschliff, die Konfiguration, Installation und Usability-Aspekte beschränken. Gänzlich neue Erweitungen sollten durch einen nachfolgenden separaten Entwicklungszyklus realisiert werden. Die Übergabephase kann trivial sein (Software und Handbuch wird auf einen Server im Internet gelegt) oder auch sehr aufwändig und kompliziert (Ersetzung einer Flugaufsichts-Software). Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process Empfohlene Anzahl von Iterationen nach Kruchten (1998) Komplexität Konzeption Elaboration Konstruktion Übergabe Summe niedrig normal hoch 0 1 1 1 3 1 2 2 1 6 1 3 3 2 9 Entwicklungsprozesse: Rational Unified Process Bewertung des RUPs Übernimmt vom Spiralmodell die Steuerung durch Risiken Konkretisiert die Aktivitäten (Spiralmodell ist ein Meta-Modell) Änderungen der Anforderungen sind leichter einzubeziehen als beim Wasserfallmodell Projekt-Team kann im Verlauf hinzulernen 2011-10-30 (Hauptsächlich) Konstruktionsphase kann inkrementell ausgestaltet werden Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Rational Unified Process Bewertung des RUPs Bewertung des RUPs Übernimmt vom Spiralmodell die Steuerung durch Risiken Konkretisiert die Aktivitäten (Spiralmodell ist ein Meta-Modell) Änderungen der Anforderungen sind leichter einzubeziehen als beim Wasserfallmodell Projekt-Team kann im Verlauf hinzulernen (Hauptsächlich) Konstruktionsphase kann inkrementell ausgestaltet werden Iterativ ist nicht gleich inkrementell. Bei der iterativen Entwicklung werden Entwicklungsschritte wiederholt ausgeführt. Bei der inkrementellen Entwicklung geschieht dies auch, jedoch immer um eine neues Release auf Basis eines vorherigen zu bauen. Letzteres ist im Begriff Iteration nicht eingeschlossen. Entwicklungsprozesse: Cleanroom Development Cleanroom Development (Mills u. a. 1987) Fehlerbeseitigung Spezifiziere System formal Definiere Software− inkremente Entwickle Verwendungs− profil Entwickle strukturiertes Programm Verifiziere Code formal Integriere Inkrement Entwerfe statistische Tests Entwicklungsprozesse: Cleanroom Development Cleanroom Development Schlüsselstrategien Formale Spezifikation Inkrementelle Entwicklung Strukturierte Programmierung Statische Verifikation Statistisches Testen basiert auf Verwendungsprofilen (die Verwendungsweise der Software in der Praxis) die häufigsten (und kritischsten) Verwendungsarten werden verstärkt getestet Teste integriertes System 2011-10-30 Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Cleanroom Development Schlüsselstrategien Formale Spezifikation Inkrementelle Entwicklung Cleanroom Development Cleanroom Development Strukturierte Programmierung Statische Verifikation Statistisches Testen basiert auf Verwendungsprofilen (die Verwendungsweise der Software in der Praxis) die häufigsten (und kritischsten) Verwendungsarten werden verstärkt getestet Statistisches Testen gleicht einem statistischen Experiment. Aus der formalen Spezifikation und den im Feld ermittelten Benutzungsprofilen werden geeignete Testfälle entwickelt. Mit Hilfe der Ergebnisse des Tests wird dann die Mean-Time-To-Failure (durschnittliche Dauer bis zu einem Störfall) mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit vorhergesagt. Entwicklungsprozesse: Cleanroom Development Cleanroom Development Gruppen: Spezifikationsteam: verantwortlich für Entwicklung und Wartung der Systemspezifikation erstellt kundenorientierte und formale Spezifikation Entwicklungsteam: verantwortlich für Entwicklung und Verifikation der Software Software wird nicht ausgeführt hierzu! verwendet Code-Inspektion ergänzt durch Korrektheitsüberlegungen (nicht streng formal) Zertifizierungsteam: verantwortlich für statistische Tests Entwicklungsprozesse: Cleanroom Development Cleanroom Development Erfahrungen Cobb und Mills (1990): weniger Fehler als bei traditioneller Entwicklung bei vergleichbaren Kosten Entwicklungsprozesse: Agile Methoden Agiles Manifest We are uncovering better ways of developing software by doing it and helping others do it. Through this work we have come to value: Individuals and interactions over processes and tools Working software over comprehensive documentation Customer collaboration over contract negotiation Responding to change over following a plan That is, while there is value in the items on the right, we value the items on the left more. — http://agilemanifesto.org/ Entwicklungsprozesse: Agile Methoden Prinzipien der agilen Entwicklung Kundenzufriedenheit durch schnelle Auslieferung nutzbarer Software funktionsfähige Software wird häufig ausgeliefert (eher Wochen als Monate) funktionsfähige Software ist das Maß für Fortschritt auch späte Änderungen der Anforderungen sind willkommen enge tägliche Kooperation von Geschäftsleuten und Entwicklern Konversation von Angesicht zu Angesicht ist die beste Kommunikationsform (gemeinsamer Ort) Projekte bestehen aus Menschen, denen man vertrauen sollte kontinuierliches Streben nach technischer Exzellenz und gutem Design Einfachheit selbstorganisierte Teams kontinuierliche Anpassung an sich ändernde Bedingungen — http://www.agilemanifesto.org/principles.html Entwicklungsprozesse: Agile Methoden Varianten der agilen Entwicklung Agile Unified Process (AUP) Dynamic Systems Development Method (DSDM) Essential Unified Process (EssUP) Extreme Programming (XP) Feature Driven Development (FDD) Open Unified Process (OpenUP) Scrum Entwicklungsprozesse: Extreme Programming (XP) Extreme Programming (Beck 2000) Extreme Programming (XP) ist eine agile Methode für kleinere bis größere Entwicklerteams (max. 10-15 Personen), Probleme mit vagen Anforderungen und Projekte, bei denen ein Kundenrepräsentant stets greifbar ist. http://www.extremeprogramming.org/ Entwicklungsprozesse: Extreme Programming (XP) Extreme Programming (Beck 2000) Anerkannte Prinzipien und Praktiken werden extrem“ umgesetzt: ” Code-Reviews → permanente Reviews durch Pair-Programming Testen → ständiges Testen: Unit-Tests sowie Akzeptanztests durch den Kunden/Benutzer klare Struktur → jeder verbessert sie kontinuierlich durch Refactoring Einfachheit → stets die einfachste Struktur wählen, die die aktuellen Anforderungen erfüllt Integration → permanente Integration auch mehrmals am Tag Validierung: Kunde/Benutzer ist stets involviert bei der Planung neuer Iterationen und verantwortlich für Akzeptanztest kurze Iterationen → Dauer in Minuten und Stunden, nicht Wochen, Tage, Jahre aber auch Auslassung anerkannter Prinzipien: Dokumentation: mündliche Überlieferung, Tests und Quellcode Planung: sehr begrenzter Horizont Entwicklungsprozesse: Extreme Programming (XP) Weitere XP-Charakteristika Kunde vor Ort eine Metapher statt einer Architekturbeschreibung 40-Stundenwoche Code ist kollektives Eigentum Kodierungsstandards Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum-Prozess 2011-10-30 Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Scrum Scrum-Prozess Bildquelle: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Scrum_process.svg, GPL Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum-Rollen (Pichler 2008) Product Owner: vertritt Endkundenbedürfnisse vereint Produkt- und Projektmanagementaufgaben fest integriert in Entwicklung Aufgaben: Anforderungsbeschreibung und -management Releasemanagement und Return on Investment enge Zusammenarbeit mit dem Team Stakeholder-Management Scrum-Prozess Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum-Rollen (Pichler 2008) Team: entscheidet selbst, wieviele Anforderungen in einem Inkrement umgesetzt werden legt Arbeitsschritte und Arbeitsorganisation selbst fest agiert autonom interdisziplinär besetzt selbstorganisiert klein Vollzeitmitglieder Arbeitsplätze in unmittelbarer Nähe Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum-Rollen (Pichler 2008) Scrum-Master (vom Team bestimmt): Aufgaben etabliert Scrum unterstützt Team stellt Zusammenarbeit von Team und Product Owner sicher beseitigt Hindernisse verbessert Entwicklungspraktiken führt durch dienen Fähigkeiten Moderation Coaching Erfahrung in Softwareentwicklung Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum: Product Backlog Product Backlog enthält alle bekannten funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen weitere Arbeitsergebnisse (z.B. Aufsetzen der Test- und Entwicklungsumgebung) keine Aktivitäten! wird vom Product Owner gepflegt Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum: Product Backlog Prio 1 Thema Kalender 2 Kalender 3 Kalender Nutzer kann Termin löschen ... ... ... Beschreibung Administrator kann zentrale Kalenderdatenbank anlegen Nutzer kann Termin eintragen Akzeptanz Aufwand Installationsskript 2 legt DB an valider Termin wird eingetragen, invalider Termin wird zurückgewiesen gelöschter Termin ist entfernt; Löschung nur, wenn Rechte vorhanden ... 3 3 ... 2011-10-30 Softwaretechnik Entwicklungsprozesse Scrum Scrum: Product Backlog Scrum: Product Backlog Prio 1 Thema Kalender 2 Kalender 3 Kalender Nutzer kann Termin löschen ... ... ... Beschreibung Administrator kann zentrale Kalenderdatenbank anlegen Nutzer kann Termin eintragen Das Product Backlog ist ein lebendes Dokument. Es wird nach jedem Sprint aktualisiert. Seine Einträge sind priorisiert. Sie weisen einen unterschiedlichen Detaillierungsgrad auf: Die im kommenden Sprint anvisierten Anforderungen sind genauer beschrieben. Der Aufwand jedes Eintrags ist abgeschätzt (Einheit: Punkte; siehe unten). Vorlagen gibt es z.B. unter http://epf.eclipse.org/wikis/scrum/Scrum/guidances/templates/burndown_chart_D182CF23.html Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum: Kostenschätzung Schätzklausur und Planungspoker Akzeptanz Aufwand Installationsskript 2 legt DB an valider Termin wird eingetragen, invalider Termin wird zurückgewiesen gelöschter Termin ist entfernt; Löschung nur, wenn Rechte vorhanden ... 3 3 ... Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum: Kostenschätzung Punkteskala (Fibonacci-Reihe): 0 1 2 3 5 8 13 kein Aufwand sehr kleiner Aufwand kleiner Aufwand = 2 × sehr kleiner Aufwand mittlerer Aufwand = sehr kleiner + kleiner Aufwand großer Aufwand = kleiner + mittlerer Aufwand sehr großer Aufwand = mittlerer + großer Aufwand riesiger Aufwand = großer + sehr großer Aufwand Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum: Entwicklungsgeschwindigkeit Punkte werden im Projektverlauf auf Echtzeit abgebildet Entwicklungsgeschwindigkeit (Velocity) = Punkte / Sprint Velocity Chart Entwicklungsprozesse: Scrum Scrum: Steuerungselemente Sprint Burndown Chart Release Burndown Chart Entwicklungsprozesse: Agile versus traditionelle Vorgehensweisen Agile versus weit voraus planende Prozessmodelle Risiken agiler Methode: Skalierbarkeit, Kritikalität, Einfachheit des Entwurfs, Personalfluktuation, Personalfähigkeiten Risiken weit voraus planender Prozessmodelle: Stabilität der Anforderungen, steter Wandel, Notwendigkeit schneller Resultate, Personalfähigkeiten Generelle Risiken: Unsicherheiten bei der Technologie, unterschiedliche Interessengruppen, komplexe Systeme — Boehm und Turner (2003) Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model Capability Maturity Model Entwickelt vom SEI 1985-91 für DoD Beschreibt Stufen der Prozessreife Maßstab/Leitfaden für Verbesserungen Idee: besserer Prozess → besseres Produkt 5 Stufen (CMM Level 1-5) Definiert Schlüsselbereiche (Key Process Areas) Steigende Transparenz des Prozesses Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model Capability Maturity Model ständige Verbesserung Vorhersagbarkeit Einheitlichkeit Konsistenz Disziplinierter Prozess Repeatable Initial Optimizing Managed Defined Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model CMM Level 1 – Initial Prozess meist völlig instabil Typisch: in Krisen nur noch Code & Fix Qualität und Fertigstellung unvorhersagbar Erfolge nur durch gute Leute und großen Einsatz Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model CMM Level 2 – Repeatable Projekterfolge nachvollziehbar und wiederholbar Projektplanung und -management basiert auf Erfahrung Key Process Areas: Anforderungsverwaltung (u.a. Reviews) Projektplanung (Zeitplanung, Risikomgmt., Prozess) Projektverfolgung und -überblick (Transparenz) Unterauftragsverwaltung Qualitätssicherung (QS-Plan) Konfigurationsverwaltung (Konsistenz, Änderungsverfolgung) Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model CMM Level 3 – Defined Organisationsweiter Prozess, wird für jedes Projekt angepasst Zuständig: Software Engineering Process Group Kosten, Zeitplan und Funktionalität im Griff Key Process Areas: Organisationsweiter Prozess Prozessdefinition Ausbildungsprogramm Integriertes Softwaremanagement (Anpassung auf konkretes Projekt) Software-Engineering-Techniken, Tool-Unterstützung Koordination zwischen Gruppen Peer Reviews Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model CMM Level 4 – Managed Einbeziehung quantitativer Aspekte Ziele setzen und überwachen Prozessmessdaten werden aufgenommen, archiviert, analysiert Vorhersagbarkeit steigt Key Process Areas: Quantitative Prozesssteuerung → Leistung des Prozesses überwachen Software-Qualitätsmanagement → Messbare Ziele für Prozessqualität Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model CMM Level 5 – Optimizing Änderungsmanagement für Technologie und Prozesse Feedback von Projekten zum Prozess → ständige Verbesserung Key Process Areas: Defektvermeidung → Analyse von Fehler-/Problemursachen → Vermeiden erneuten Auftretens Verwaltung von Technologieänderung → neue Technologien bewerten, evtl. einführen Verwaltung von Prozessänderung → kontinuierliche Verbesserung Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model Capability Maturity Model 70% 60% 50% Initial Repeatable Defined Managed Optimizing 40% 30% 20% 10% 0% 1995 1997 1999 2001 SEI Assessments (Quelle: SEI) Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model Probleme mit CMM Management: ”‘zu teuer”’ Wenig verbreitet (ca. 10-15%) Nur langsame Verbesserung (ca. 2 Jahre/Level) Neue Technologien nicht berücksichtigt Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model Capability Maturity Model – Management Optimizing Managing Managed Participative Defined Supportive Repeatable Recognized Ignored Initial Quelle: Parker (1995) Entwicklungsprozesse: Capability Maturity Model Capability Maturity Model Integration (CMMI) Viele Maturity-Model-Varianten → CMMI: ”‘Integration”’ (SEI 2000): Angepasst an iterative Entwicklung Generische Ziele hinzugefügt Zusätzliche KPAs: Level 2: Measurement and Analysis Level 3: Software Product Engineering (verfeinert); Risk Management; Decision Analysis and Resolution Level 4, 5: nur Restrukturierungen Entwicklungsprozesse: Persönlicher Softwareprozess Persönlicher Softwareprozess (PSP) Watts S. Humphrey (1995) (SEI) Anwendung von CMM auf einen Entwickler Schwerpunkte: Planung, Qualität Vorteile: Schneller umsetzbar Konkrete Techniken angebbar Verbesserungen sofort wahrnehmbar → höhere Motivation Entwicklungsprozesse: Persönlicher Softwareprozess PSP0 PSP1 PSP2 PSP3 PSP – Evolution Personal Quality Managmt. Personal Planning Process Baseline Personal Process Entwicklungsprozesse: Persönlicher Softwareprozess PSP0 – Baseline Personal Process PSP0: Bisherige Vorgehensweise plus Messung Zeit pro Phase gefundene/gemachte Fehler pro Phase Zeit für Fehlerbehebung Formulare: Projektplan, Zeiten, Fehler PSP0.1: plus Codierrichtlinien Messung der LOC (Veränderungen) Formular: Prozessverbesserung Cyclic Personal Process Entwicklungsprozesse: Persönlicher Softwareprozess PSP1 – Personal Planning Process PSP1: PSP0.1 plus Größenschätzung mit PROBE (PROxy-Based Estimating) Schätzung basiert auf Objekten (Entwurf) Unterscheidet Objekte nach Typ, Größe, #Methoden Daten sammeln, Regressionsanalyse Formular: Testbericht PSP1.1: PSP1 plus Aufgabenplanung Zeitschätzung, -planung Projektverfolgung (Earned Value Tracking) Entwicklungsprozesse: Persönlicher Softwareprozess PSP2 – Personal Quality Management PSP2: PSP1.1 plus Code Reviews (Checklisten) Design Reviews (Checklisten) PSP2.1: PSP2 plus Design Templates: Operational Scenario (≈ Anwendungsfall) Functional Specification (formale Spezifikation) State Specification (≈ Zustandsdiagramm) Logic Specification (Pseudocode) → Vermeidung von Designfehlern → Beurteilung der Qualität Cost-of-Quality (Behebung, Bewertung, Vermeidung) Entwicklungsprozesse: Persönlicher Softwareprozess PSP3 – Cyclic Personal Process PSP3: Anwendung auf große Projekte Nach High-Level Design: Aufteilung in Module Anwendung von PSP2.1 auf jedes Modul Formular: Issue tracking log Entwicklungsprozesse: Wiederholungsfragen Wiederholungs- und Vertiefungsfragen Erläutern Sie die Ideen sowie Vor- und Nachteile der Entwicklungsprozesse. . . Wasserfall V-Modell testgetriebene Entwicklung inkrementelle Entwicklung Spiralmodell Rational Unified Process Cleanroom Development Extreme Programming Gegeben ist das folgende Szenario: [. . . ]. Welches Vorgehensmodell empfehlen Sie? Unter welchen Umständen würden Sie eher agiles Vorgehen als voraus planendes empfehlen? Stellen Sie das Capability Maturity Model dar. Wozu dient es? Wie können Prozesse verbessert werden? Was ist der persönliche Software-Entwicklungsprozess? Wozu dient er? Entwicklungsprozesse: Weiterführende Literatur Weiterführende Literatur Bibliographie zu Entwicklungsprozessen: Arbeitskreis der Fachgruppe 5.11 “Begriffe und Konzepte der Vorgehensmodellierung” http://www.vorgehensmodelle.de/giak/ arbeitskreise/vorgehensmodelle/publallg.html Rational Unified Process: Kruchten (1998) Entwicklungsprozesse: Weiterführende Literatur 1 Basili und Turner 1975 Basili, V. ; Turner, J.: Iterative Enhancement: A Practical Technique for Software Development. In: IEEE Transactions on Software Engineering 1 (1975), Dezember, Nr. 4, S. 390–396 2 Beck 2000 Beck, Kent: Extreme Programming Explained. Addison-Wesley, 2000 (The XP Series). – ISBN 201-61641-6 3 Boehm und Turner 2003 Boehm, B. ; Turner, R.: Using risk to balance agile and plan-driven methods. In: IEEE Computer 36 (2003), Juni, Nr. 6, S. 57–66 4 Boehm 1979 Boehm, Barry W.: Guidelines for verifying and validating software requirements and design specification. In: EURO IFIP 79, 1979, S. 711–719 5 Boehm 1988 Boehm, Barry W.: A spiral model of software development and enhancement. In: IEEE Computer 21 (1988), Mai, Nr. 5, S. 61–72 Entwicklungsprozesse: Weiterführende Literatur 6 Cobb und Mills 1990 Cobb, R. H. ; Mills, H. D.: Engineering Software Under Statistical Quality Control. In: IEEE Software 7 (1990), Nr. 6, S. 44–54 7 Gilb 1988 Gilb, Tom: Principles of Software Engineering Management. Harlow, UK : Addison-Wesley, 1988 8 Gornik 2001 Gornik, David: IBM Rational Unified Process: Best Practices for Software Development Teams / IBM Rational Software. 2001 (TP026B, Rev 11/01). – White Paper 9 Humphrey 1995 Humphrey, Watts S.: A Discipline For Software Engineering. Addison-Wesley, 1995 (SEI series in software engineering) 10 Kruchten 1998 Kruchten, Phillipe: The Rational Unified Process: An Introduction. Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1998 11 Mills u. a. 1987 Mills, H.D. ; Dyer, M. ; Linger, R.: Cleanroom Software Engineering. In: IEEE Software 4 (1987), September, Nr. 5, S. 19–25 12 Parker 1995 Parker, Burton G.: Data Management Maturity Model. July 1995 Entwicklungsprozesse: Weiterführende Literatur 13 Pichler 2008 Pichler, Roman: Scrum — Agiles Projektmanagement erfolgreich einsetzen. dpunkt.verlag, 2008. – ISBN 978-3-89864-478-5 14 Pressman 1997 Pressman, Roger: Software Engineering – A Practioner’s Approach. Vierte Ausgabe. McGraw-Hill, 1997 15 Royce 1970 Royce, W.: Managing the Development of Large Software Systems. In: Proceedings Westcon, IEEEPress, 1970, S. 328–339 16 Sneed 2004 Sneed, Harry: Vorlesungsskriptum Software-Engineering. Uni Regensburg: Wirtschaftsinformatik (Veranst.), 2004